(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．１０〜０．１６％（質量％の意味。以下同じ）、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：１．３〜１．９％、Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０２５％、Ｖ：０．００５〜０．０６％、Ｃｒ：０．０５〜０．２５％およびＮ：０．００３０〜０．０１％を夫々含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、下記（１）式で規定されるＤＥ値が０．０３４０％以上であると共に、下記（２）式で規定される炭素当量Ｃｅｑが０．４５４％以下であることを特徴とする応力除去焼鈍後の強度低下が少なく且つ低温継手靭性に優れた高強度鋼板。
ＤＥ値＝［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］＋０．３［Ｖ］＋０．００７５［Ｃｒ］      …（１）
但し、［Ｔｉ］，［Ｎｂ］，［Ｖ］および［Ｃｒ］は、夫々Ｔｉ，Ｎｂ，ＶおよびＣｒの含有量（質量％）を示す。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｖ］）／５＋（［Ｃｕ］＋
［Ｎｉ］）／１５    …（２）
但し、［Ｃ］，［Ｍｎ］，［Ｃｒ］，［Ｍｏ］，［Ｖ］，［Ｃｕ］および［Ｎｉ］は、夫々Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，ＣｕおよびＮｉの含有量（質量％）を示す。
【請求項２】
更に他の元素として、Ｃｕ：０．５０％以下（０％を含まない）および／またはＮｉ：０．５０％以下（０％を含まない）を含有するものである請求項１に記載の高強度鋼板。
【請求項３】
更に他の元素として、Ｃａ：０．００４０％以下（０％を含まない）を含有するものである請求項１または２に記載の高強度鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接後に長時間の応力除去焼鈍（Ｓｔｒｅｓｓ−ｒｅｌｉｅｆ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ：以下「ＳＲ処理」と呼ぶことがある）を施した場合であっても強度低下が少なく、且つ溶接熱影響部（以下、「ＨＡＺ」と呼ぶことがある）の低温靭性にも優れた高強度鋼板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型鋼製圧力容器（タンク）のメーカーでは、コスト低減を目的として、海外向けタンクの組み立ての現地化が進められている。従来では、鋼部材の切断や曲げ加工、組み立て（溶接による組み立て）、一部部材のＳＲ処理（局部熱処理）、および最終組み立てまでを自社工場で行なった後、タンク全体を現地へ輸送するのが一般的であった。
【０００３】
しかしながら、効率を考慮した現地施工化によって、鋼部材の切断や曲げ加工だけを自社工場で行った後、部材単位で材料を輸送し、現地でタンクの組み立て（溶接による組み立て）、一部でなくタンク全体をＳＲ処理するような作業内容に推移しつつある。
【０００４】
こうした推移に伴って、現地での溶接技術の問題と安全性の観点から、ＳＲ処理の時間や回数を増やすことが必要になっており、合計で２０〜３０時間程度のＳＲ処理が施されることを考慮にいれた材料設計が必要になってきている。上記のような長時間のＳＲ処理を行なえば、鋼中の炭化物は凝集粗大化し、それに起因して強度低下が顕著になるという問題が指摘されている。
【０００５】
ところで、制御圧延と制御冷却を組み合わせた圧延法はＴＭＣＰ法と呼ばれており、低炭素当量でありながら高強度、高靭性、高溶接性を有する鋼材（以下、これを「ＴＭＣＰ鋼」と呼ぶ）を得る方法として広く行われている。そして、ＴＭＣＰ鋼は、造船を中心とした溶接構造物用鋼板から、タンク等の圧力容器用鋼板へとその適用が拡大されつつある。こうしたＴＭＣＰ鋼を用いて圧力容器用等を構築した場合においても、上記のような長時間のＳＲ処理が行なった場合には、鋼板強度が大幅に低下することがある。
【０００６】
こうした事態に対応するために、ＳＲ処理前に高強度とする手段が一般的に採用されるが、過酷なＳＲ処理条件下で高強度とするために、多量に合金元素を含有せざるを得ず、その結果として溶接構造物のＨＡＺ靭性（特に、低温靭性）が劣化するという問題がある。
【０００７】
ＳＲ処理による強度低下を極力低減した技術として、例えば特許文献１には、０．２６〜０．７５％のＣｒと０．４５〜０．６０％のＭｏを基本的に含む「圧力容器用強靱鋼」が提案されている。この技術は、Ｃｒ添加によってＳＲ処理後の炭化物の粗大化を抑制し、ＳＲ処理後の強度低下を抑制するものである。しかしながら、こうした鋼材においては、Ｃｒ含有量が多いので、ＨＡＺの低温靭性が低下するという問題は解決されないままである。
【０００８】
また特許文献２には、０．１０〜１．００％のＣｒと０．４５〜０．６０％のＭｏを基本的に含む「圧力容器用高強度強靱鋼」も提案されている。この技術では、長時間のＳＲ処理によってＦｅ3Ｃが粗大なＭ23Ｃ6に反応することをＣｒの添加によって抑制するものである。この技術では、比較的広い範囲でＣｒを含有させることを想定したものであるが、実際にはＣｒ含有量が０．２９％以上のものしか示されておらず、ＨＡＺの低温靭性が低下することが十分予想される。
【特許文献１】特開昭５７−１１６７５６号公報
【特許文献２】特開昭５７−１２０６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、溶接後に長時間の応力除去焼鈍を施した場合であっても強度低下が少なく（即ち、耐応力除去焼鈍特性が良好な）、しかもＨＡＺの低温靭性（以下、本発明ではこの特性を「低温継手靭性」と呼んでいる）も良好である様な高強度鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することのできた本発明に係る高強度鋼板とは、Ｃ：０．１０〜０．１６％（質量％の意味。以下同じ）、Ｓｉ：０．０５〜０．５０％、Ｍｎ：１．３〜１．９％、Ａｌ：０．０１〜０．０５％、Ｔｉ：０．００５〜０．０２５％、Ｎｂ：０．００５〜０．０２５％、Ｖ：０．００５〜０．０６％、Ｃｒ：０．０５〜０．２５％およびＮ：０．００３０〜０．０１％を夫々含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、下記（１）式で規定されるＤＥ値が０．０３４０％以上であると共に、下記（２）式で規定される炭素当量Ｃｅｑが０．４５％以下である点に要旨を有するものである。
ＤＥ値＝［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］＋０．３［Ｖ］＋０．００７５［Ｃｒ］      …（１）
但し、［Ｔｉ］，［Ｎｂ］，［Ｖ］および［Ｃｒ］は、夫々Ｔｉ，Ｎｂ，ＶおよびＣｒの含有量（質量％）を示す。
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｖ］）／５＋（［Ｃｕ］＋
［Ｎｉ］）／１５    …（２）
但し、［Ｃ］，［Ｍｎ］，［Ｃｒ］，［Ｍｏ］，［Ｖ］，［Ｃｕ］および［Ｎｉ］は、夫々Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，ＣｕおよびＮｉの含有量（質量％）を示す。
【００１１】
また本発明の高強度鋼板においては、上記基本元素に加えて、必要に応じて、（ａ）Ｃｕ：０．５０％以下（０％を含まない）および／またはＮｉ：０．５０％以下（０％を含まない）、（ｂ）Ｃａ：０．００４０％以下（０％を含まない）等を含有させることも有用であり、含有される成分の種類に応じて鋼板の特性が更に改善される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、鋼板の化学成分組成を、上記（１）式および（２）式で表されるＤＥ値および炭素当量Ｃｅｑが規定範囲を満足するように制御することによって、ＳＲ処理後の転位密度ρを所定の値以上に確保でき、ＳＲ処理後の強度低下を抑制できると共に低温継手特性にも優れたものとなり、このような高強度鋼板は過酷なＳＲ処理が行われるタンク（圧力容器）等の素材として極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者らは、長時間のＳＲ処理によっても強度低下を招くことなく、低温継手靭性も良好な鋼材の実現を目指して様々な角度から検討した。その結果、化学成分組成を厳密に制御したような鋼板では、ＳＲ処理後の転位密度ρを所定の値以上（２．５×１０14／ｍ2以上）に確保でき、上記目的が見事に達成されることを見出し、本発明を完成した。本発明が完成された経緯にそって本発明の構成および作用効果について説明する。
【００１４】
本発明者らは、ＳＲ処理による鋼板の強度低下は、転位密度ρの低下に伴う転位強化量の損失にあると考えた。この「転位強化」とは、「異なるすべり面上にある転位間の直接的な相互作用で転位がピン止めされること」が基本となる強化機構である。即ち、転位密度が大きいほど相互に障害となり、強化されることになる。
【００１５】
ＳＲ処理後に転位密度ρが多く残存するほど高強度となるが、通常の再加熱焼入れ・焼き戻しが行われる鋼（以下、「ＱＴ鋼」と呼ぶ）では、焼入れ処理によってＳＲ処理前に転位がほぼ消滅しており、また従来のＴＭＣＰ鋼においては、ＳＲ処理前に高転位密度であっても過酷なＳＲ処理を施すことによって、鋼板中の大部分の転位が消滅することになる。
【００１６】
そこで、本発明者らは、ＳＲ処理後の強度確保のために転位を利用するために、ＴＭＣＰ鋼中の転位をできるだけ消滅させないようにすればよいと着想した。こうした着想に基づいて、ＳＲ処理後の強度に及ぼす転位密度および化学成分の影響について更に検討を進めた。
【００１７】
その結果、低温継手靭性が確保できる低合金成分系であっても、高温・長時間のＳＲ処理中の転位消滅を析出物によって制御できることが判明し、上記構成を採用することによってＳＲ処理後に十分な強度を確保できると共に、低温継手靭性の低下も招かない高強度鋼板が実現できたのである。
【００１８】
ＳＲ処理は、５８６〜６２５℃の高温で２０〜３０時間程度の熱処理が行われるものであるが、こうした過酷な条件下では、多くの析出物は固溶する。しかしながら、Ｔｉ，Ｎｂ，ＶおよびＣｒについては、例えばＴｉＣ，ＮｂＣ，ＶＣ，Ｃｒ2Ｃ等の組成のような安定な析出物を形成することが総合熱力学ソフトウエア（「Ｔｈｅｍｏ−Ｃａｌｃ」、ＣＲＣ総合研究所から購入可能）によって推測される。
【００１９】
そこで、本発明者らは、温度的に平衡な状態における析出物量を、上記Ｔｈｅｍｏ−Ｃａｌｃによって計算し、更に非平衡な状態に合うように補正を行うと、析出物として残存し転位消滅抑制に有効な元素量は、下記（１）式で規定されるＤＥ値が０．０３４０％以上となる量であることが判明した。但し、いずれの元素も、過剰に含有させると、溶接性を阻害するので、おのずとその上限は存在する（後述する）。
【００２０】
ＤＥ値＝［Ｔｉ］＋［Ｎｂ］＋０．３［Ｖ］＋０．００７５［Ｃｒ］      …（１）
但し、［Ｔｉ］，［Ｎｂ］，［Ｖ］および［Ｃｒ］は、夫々Ｔｉ，Ｎｂ，ＶおよびＣｒの含有量（質量％）を示す。
【００２１】
本発明の鋼板では、低温継手靭性を良好に維持するために、下記（２）式で規定される炭素当量Ｃｅｑが０．４５％以下であることも必要である。この炭素当量Ｃｅｑは、低温継手靭性に与える各元素の影響力を炭素量に換算したものであり、様々な分野で利用されているものである（ＡＳＴＭ規格）。本発明ではこうした炭素当量Ｃｅｑを低温継手靭性の判断基準として利用するものである。尚、下記（２）式には、本発明の鋼材の基本成分（Ｃ，Ｍｎ，ＣｒおよびＶ）以外にも必要によって含有されるＣｕやＮｉも項として含むものであるが、ＣｕやＮｉを含む場合に限ってその量も考慮して計算すればよい（Ｍｏについては後述する）。
【００２２】
Ｃｅｑ＝［Ｃ］＋［Ｍｎ］／６＋（［Ｃｒ］＋［Ｍｏ］＋［Ｖ］）／５＋（［Ｃｕ］＋
［Ｎｉ］）／１５    …（２）
但し、［Ｃ］，［Ｍｎ］，［Ｃｒ］，［Ｍｏ］，［Ｖ］，［Ｃｕ］および［Ｎｉ］は、夫々Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，ＣｕおよびＮｉの含有量（質量％）を示す。
【００２３】
本発明の鋼板では、上記（１）式で規定されるＤＥ値を０．０３４０％以上とすると共に、上記（２）式で規定される炭素当量Ｃｅｑを０．４５％以下とすることによって、過酷なＳＲ処理を施した後での耐ＳＲ特性および低温継手靭性が良好なものとなるのであるが、「過酷なＳＲ処理」とはその時間だけに限らず、温度との関係も考慮する必要がある。本発明では、過酷なＳＲ処理を客観的に判断するための基準として、下記（３）式で規定されるＰ値が１８．８以上となるような条件を想定した。即ち、本発明の鋼板では、下記（３）式で規定されるＰ値が１８．８以上となるような条件でＳＲ処理した場合であっても、耐ＳＲ特性および低温継手靭性が良好なものとなるのである。
【００２４】
Ｐ値＝Ｔ（２０＋ｌｏｇｔ0）        …（３）
但し、Ｔ：ＳＲ処理加熱温度（Ｋ）、ｔ0：ＳＲ処理加熱時間（時）
【００２５】
本発明の高強度鋼板においては、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，ＣｒおよびＮ等の基本成分も適切な範囲に調整する必要がある。これらの成分の範囲を定めた理由は以下の通りである。
【００２６】
［Ｃ：０．１０〜０．１６％］
Ｃは、鋼板の焼入れ性を向上し、ＳＲ処理後に所定の強度を確保する上で重要な元素であるが、その含有量が過剰になると溶接性を損なうので、０．１６％以下とする必要がある。溶接性を確保するという観点からするとＣ含有量は少ないほど好ましいが、０．１０％未満となると、焼入れ性の低下によって、ＳＲ処理後の強度が確保できなくなる。Ｃ含有量の好ましい下限は０．１１％であり、好ましい上限は０．１３％である。
【００２７】
［Ｓｉ：０．０５〜０．５０％］
Ｓｉは、鋼を溶製する際に脱酸剤として作用し、強度を上昇させる効果を発揮する。こうした効果を有効に発揮させるには０．０５％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｓｉ含有量が過剰になると溶接性が低下するので、０．５０％以下とする必要がある。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．２０％であり、好ましい上限は０．４０％である。
【００２８】
［Ｍｎ：１．３〜１．９％］
Ｍｎは、鋼板の強度高める効果を発揮する元素である。こうした効果を有効に発揮させるためには、Ｍｎは１．３％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｍｎ含有量が過剰になると、溶接性が損なわれるので、１．９％を上限とする。Ｍｎ含有量の好ましい下限は１．４０％であり、好ましい上限は１．６０％である。
【００２９】
[Ａｌ：０．０１〜０．０５％]
Ａｌは、脱酸剤として添加されるが、０．０１％未満では十分な効果が発揮されず、０．０５％を超えて過剰に含有させると鋼板における清浄性を阻害するので０．０５％を上限とする。Ａｌ含有量の好ましい下限は０．０１５％であり、好ましい上限は０．０３％である。
【００３０】
[Ｔｉ：０．００５〜０．０２５％]
Ｔｉは、前述のごとく、析出物を形成することによって、転位消滅を抑制する効果を発揮し、鋼材のＳＲ処理後の強度確保に有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、０．００５％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｔｉが過剰に含有されると鋼板の溶接性を阻害するので０．０２５％を上限とする。Ｔｉ含有量の好ましい上限は０．０２０％である。
【００３１】
[Ｎｂ：０．００５〜０．０２５％]
Ｎｂは、焼入れ性の向上および未再結晶圧延による転位導入効果（後述する）を更に強化する上で有用であるのみならず、本発明の鋼板においてはＳＲ処理中にＶやＣｒはＮｂとの複合添加によって、ＳＲ処理中に夫々の炭化物として残存する効果を発揮し、転位消滅を抑制するのに寄与する。こうした効果を発揮させるためには、Ｎｂは０．００５％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｎｂが過剰に含有されると鋼板の溶接性を阻害するので０．０２５％を上限とする。Ｎｂ含有量の好ましい下限は０．０１０％である。
【００３２】
[Ｖ：０．００５〜０．０６％、Ｃｒ：０．０５〜０．２５％]
ＶおよびＣｒは、元来セメンタイトへの固溶性が高いが、Ｎｂとの複合添加によって固溶性が低下し、ＶＣ，Ｃｒ2Ｃを形成する。これらの析出物は、ＳＲ処理時においても安定に存在する。こうした効果を発揮させるためには、Ｖで０．００５％以上、Ｃｒで０．０５％以上含有させる必要がある。しかしながら、これらの元素含有量が過剰になると、溶接性を阻害するのでＶで０．０６％以下、Ｃｒで０．２５％以下とする必要がある。Ｖ含有量の好ましい下限は０．０２０％であり、好ましい上限は０．０４０％である。またＣｒ含有量の好ましい下限は０．１０％である。
【００３３】
［Ｎ：０．００３０〜０．０１％］
Ｎは、溶接継手の熱影響部（ＨＡＺ）においてＴｉとともに析出物を形成し、組織粗大化をピン止めにより抑制するのに有効な元素である。こうした効果を発揮させるためには、０．００３０％以上含有させる必要がある。しかしながら、Ｎの含有量が過剰になって０．０１％を超えると、溶接性を阻害する。
【００３４】
本発明の高強度鋼板における基本成分は上記の通りであり、残部は鉄および不可避的不純物である。尚、不可避的不純物としては、鋼原料もしくはその製造工程で混入し得るＰ，Ｓ，Ｏ等が挙げられる。これらの不純物のうち、ＰやＳについては、いずれも溶接性とＳＲ処理後の靭性を低下させるので、Ｐについては０．０２０％以下、Ｓについては０．０１％以下に抑制することが好ましい。尚、本発明の鋼板は、Ｍｏを積極的には含まないものであるが、Ｍｏを０．０２％まで含むような場合は、不可避的不純物扱いとなる。
【００３５】
本発明の鋼板には、必要に応じて、（ａ）Ｃｕ：０．５０％以下（０％を含まない）および／またはＮｉ：０．５０％以下（０％を含まない）、（ｂ）Ｃａ：０．００４０％以下（０％を含まない）、等を含有させることも有用であり、含有される成分の種類に応じて鋼板の特性が更に改善される。これらの元素を含有させるときの範囲設定理由は以下の通りである。
【００３６】
［Ｃｕ：０．５０％（０％を含まない）および／またはＮｉ：０．５０％以下（０％を含まない）］
これらの元素は、鋼板のＳＲ処理後の強度を向上させるのに有効な元素であるが、過剰に含有させても低温継手靭性が低下してしまうので、いずれも０．５０％以下とすることが好ましい。尚、これらの元素による効果を発揮させるためには、いずれも０．０４％程度以上含有させることが好ましいが、この含有量に満たない場合には、不可避的不純物扱いとなる。
【００３７】
［Ｃａ：０．００４０％以下（０％を含まない）］
Ｃａは、介在物の制御により鋼板の靭性を向上させるのに有効な元素であるが、過剰に含有されると、鋼板の靭性を低下させるので０．００４０％以下とするのがよい。尚、こうした効果を発揮させるための好ましいＣａ含有量は０．０００５％以上である。
【００３８】
本発明の高強度鋼板は、化学成分組成、上記（１）式および（２）式で表されるＤＥ値および炭素当量Ｃｅｑが規定範囲を満足すれば、ＳＲ処理時の転位の消滅が抑制されて所定量の転位が残存し、これによってＳＲ処理後の強度低下が抑制されることになる。こうした効果を達成するためには、ＳＲ処理後に、２．５×１０14（／ｍ2＝ｍ／ｍ3）以上の転位密度ρを確保する必要がある。こうした転位密度ρをＳＲ処理後に確保できる程度に転位密度ρを高めるためには、再結晶により転位が消滅する再結晶温度域ではなく、再結晶が生じることなく、転位が消滅しない未再結晶温度域での圧延を行うことが必要である。またこうした圧延によって、上記の転位密度ρをＳＲ処理後に確保できる程度に転位密度ρを高めるためには、未再結晶域での圧延での圧下率［総圧下率＝（圧延前後の板厚差）／（圧延前の板厚）×１００（％）］を１０％以上とすることが必要である。
【００３９】
ＴＭＣＰ法は基本的に、圧延による「オーステナイト状態の制御」と、引き続き実施される「制御されたオーステナイトからの変態の制御」を応用するものであるが、本発明では転位密度を強度確保に利用するものであるので、上記ＴＭＣＰ法を有効に利用し、その途中で未再結晶温度域での圧延によって転位を導入し、その転位を圧延後の制御冷却により変態後まで引き継がせるものである。
【００４０】
上記の製造工程以外については、通常のＴＭＣＰ法に従えばよいが、再加熱焼入れ・焼戻しを行うＱＴ鋼では、再加熱の段階で転位が消滅し、上記のような転位密度ρをＳＲ処理後に確保できないことになる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４２】
下記表１に示す各種化学成分組成において転炉溶製、連続鋳造した鋼塊を、その途中で未再結晶域（Ａｒ3変態点〜９００℃）での圧延を含む圧延を行いつつ、Ａｒ3変態点以上の温度から加速冷却し（冷却速度：３〜３０℃／秒）、各種鋼板を作製した。得られた各鋼板について、６１５℃で２３時間のＳＲ処理（前記（３）式のＰ値で１８．９７）を施した。
【００４３】
尚表１には、各鋼種のＡｒ3変態点も示したが、これらの値は下記（４）式に基づいて求めたものである（式中、［  ］は各元素の含有量（質量％）、ｔは板厚（ｍｍ）を示す）。
Ａｒ3＝９１０−３１０［Ｃ］−８０［Ｍｎ］−２０［Ｃｕ］−１５［Ｃｒ］−５５［Ｎｉ］−８０［Ｍｏ］＋０．３５（ｔ−８）          …（４）
【００４４】
【表１】
0005305709.tif 000002
【００４５】
上記の様にして得られた各鋼板を用いて、下記の方法によって低温継手靭性（ＨＡＺ靭性）および引張強度（ＳＲ処理後の引張強度ＴＳ）を測定した。また、ＳＲ処理後の各鋼板について、下記の方法によって転位密度ρを測定すると共に、転位消滅速度定数ｋを測定した。
【００４６】
［低温継手靭性（ＨＡＺ靭性）］
ＳＲ処理後の各鋼板に対して、５０ｋＪ／ｃｍの溶接入熱量で被覆アーク溶接による多層肉盛り溶接を実施し、各鋼板のｔ（ｔ：板厚）／４部位（ＨＡＺの幅中央）から、溶接線方向に対して直角の方向にＡＳＴＭ  Ａ３７０−０５の試験片を採取し、ＨＡＺ靭性を評価した。ＡＳＴＭ  Ａ３７０−０５に準拠して、−４６℃でシャルピー衝撃試験を行い、吸収エネルギー（ｖＥ-46）を測定した。このとき各鋼板について、３本の試験片について吸収エネルギー（ｖＥ-46）を測定し、その平均値を求めた。そしてｖＥ-46の平均値が５５Ｊ以上のものをＨＡＺ靭性に優れると評価した。
【００４７】
［引張試験］
ＳＲ処理後の各鋼板のｔ（ｔ：板厚）／４部位から、圧延方向に対して直角の方向にＡＳＴＭ  Ａ３７０―０５（０．５００−ｉｎ．Ｒｏｕｎｄ  Ｓｐａｃｉｍｅｎ）の試験片を採取して、ＡＳＴＭ  Ａ３７０−０５の要領で引張試験を行ない、引張強度（ＴＳ）を測定した。そして、引張強度ＴＳが５５０ＭＰａ以上のものをＳＲ特性が良好と判定した。
【００４８】
［転位密度測定］
ＳＲ処理後の各鋼板のｔ（ｔ：板厚）／４部位に対して、下記の装置、条件および（５）式に基づいて、転位密度ρを計算した。
（装置）
Ｘ線回折装置「ＲＡＤ−ＲＵ３００」（理学電気社製）
（測定条件）
ターゲット：Ｃｏ（Ｋα）
ターゲット出力：４０ｋＶ−２００ｍＡ
スリット：発散１°、散乱１°、受光０．１５ｍｍ
測定範囲（２θ）：３０〜１３０°
視野（測定面積）：８８ｍｍ2
ρ＝１４．４ε2／ｂ2          …（５）
但し、ｂ（定数）：０．２５×１０-9、ε：Ｈａｌｌ法により計算される値
【００４９】
［転位消滅速度定数ｋの測定］
転位密度ρの材料を一定温度で時間ｔ1だけ熱処理したときの転位密度の減少速度（ｄρ／ｄｔ1は下記（６）式で求められる。このとき、ｋを転位消滅速度定数と呼び、この値が小さいほど転位が消滅しにくい（即ち、転位の消滅抑制効果が高い）ことを意味する。本発明では、転位の消滅抑制効果を比較するために、各鋼板について、転位消滅速度定数ｋを計算した。
ｄρ／ｄｔ1＝−ｋρ2        …（６）
【００５０】
これらの測定結果［転位密度ρ、転位消滅速度定数ｋ、ＳＲ処理後の引張強度ＴＳ（ＳＲ後ＴＳ）、ＨＡＺ靭性（ｖＥ-46）］を、各鋼板の板厚および未再結晶域総圧下率と共に、下記表２に示す。
【００５１】
【表２】
0005305709.tif 000003
【００５２】
これらの結果から次のように考察できる（尚、下記Ｎｏ．は、表２の実験Ｎｏ．を示す）。Ｎｏ．５〜１４は、本発明で規定する要件［化学成分、（１）式および（２）式で規定する値の範囲、並びに転位密度ρ］を満足するものであり、過酷なＳＲ処理後であっても所定の引張強度ＴＳを確保できると共に、低温継手靭性（ＨＡＺ靭性）も良好である。
【００５３】
これに対し、Ｎｏ．１〜４のものでは、本発明で規定するいずれかの要件を満足しないものであり、いずれかの特性が劣化している。具体的には、Ｎｏ．１〜３のものでは、ＤＥ値が本発明で規定する範囲に満たないものであり、それによって転位消滅速度定数ｋが大きな値となっている。
【００５４】
Ｎｏ．４のものでは、ＤＥ値は本発明で規定する範囲を満足するものであり、転位消滅速度定数ｋも小さな値となっているが、炭素当量Ｃｅｑが本発明で規定する範囲を超えており、ＨＡＺ靭性が劣化したものとなっている。
【００５５】
これらのデータに基づいて、ＤＥ値と転位消滅速度定数ｋとの関係を図１に、炭素当量ＣｅｑとＨＡＺ靭性（ｖＥ-46）の関係を図２に示す。転位密度ρを高く維持するためには、ＤＥ値を０．０３４０（％）以上にすること、良好なＨＡＺ靭性を確保するためには、炭素当量を０．４５（％）以下にすることが重要であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】ＤＥ値と転位消滅速度定数ｋとの関係を示すグラフである。
【図２】炭素当量ＣｅｑとＨＡＺ靭性（ｖＥ-46）の関係を示すグラフである。
【図１】
0005305709.tif 000004
【図２】
0005305709.tif 000005